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文档简介
第十章农药分析1概述2农药分析中样品的采集和制备
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农药理化性能测试4各种分析方法在农药分析中的应用5农药残留分析1概述
农药分析可分为原药和制剂分析、残留量分析两大类,前者属常量分析,后者属微量分析。在农药常量分析中,对测定的准确度和精密度要求较高,而对灵敏度要求不高;而在农药分析残留量中,由于残留量极少,试样的前处理复杂,测定时对准确度和精密度要求不高,而对灵敏度要求很高。农药常量分析对农药生产和应用都有重要作用,生产企业对农药中间体和产品的分析,是控制和改进生产工艺的主要依据,是保证产品质量的主要指标,也是质监部门和农业生产资料部门进行管理质量的重要措施。1.1农药的分类种类达2千余种,多种分类方法:防治对象:杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、杀鼠剂、除草剂和植物生产调节剂等。化学组成和结构:有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类、苯氧乙酸类等。制剂形态:原药和母药、固体制剂、液体制剂等。以有机氯和有机磷农药最为常见。1.2分析方法的进展早期用铜、砷、铅无机农药时,主要用重量法和滴定法;上世纪五十年代,主要用银量法、电位滴定法或重量法测定有机氯农药(总氯量),用光度法测定有机磷农药;六十年代开始使用紫外和红外分光光度法,目前仍是分析中常用的方法。但以上这些方法不具备分离杂质的能力,且只能测定单一组分。六十年代后期气相色谱法在农药分析中得到广泛应用,不仅能有效分离杂质,同时测定多个组分,且选择性好,灵敏度高;而后高效液相色谱法在农药分析中的使用,用于测定热稳定性较差的农药,更使农药分析技术得到进一步的发展。1.3农药质量评价评价依据是各个农药的质量标准。主要从两个方面来评价:一是有效成分的含量;另一方面是其物理化学性质,各种性质指标根据原药及各种制剂的特性而有不同的要求。农药产品有效成分含量是其质量的基本物质,有些农药产品如有机磷农药粉剂在贮藏过程中会逐步分解,需在加工过程加入适当的稳定剂;而如果物理化学性质达不到要求,农药产品质量也得不到保证,如可湿性粉剂的指标中,对悬浮率、润湿性、pH值等都有一定的要求,如果悬浮率不够,配成药液后药剂下沉,喷洒时就影响药效。2
农药分析中样品的采集和制备
2.1标准农药样品的制备国际农药分析协作委员会(CIPAC)规定农药分析中必须区分两种物质:①农药基准参比物:经调试纯化、具有对选择性详细描述的合格参比物。用于标定工作标样及测定其物理参数等。②农药工作标样:用于日常分析工作的、具有一般纯度的参比物。其纯度和理化性质是与基准参比物在相同条件下测试比较而确定的,用于质量控制、残留分析和稳定性试验等。标准样品通常采用纯度较高的工业品原药经纯化所得;也可用纯化的原料和中间体制备原药,再进一步纯化。纯化的方法主要是重结晶法、萃取法、蒸馏法和色谱法。经分离纯化制备的标样,需对其纯度进行测定,在定量测定前必须先进行定性确证,定性的方法包括物理常数(熔点、沸点、比重、折光率等)的测定、光谱(UV、IR、NMR)嵊与标准谱图的对照、色谱与质谱分析等。定量测定的方法包括重量法、滴定法、官能团测定法、元素分析、气相色谱法和液相色谱法等。2.2商品农药采样方法2.2.1基本原则不同批次产品需每批次单独采样。P2052.2.2采样工具一般用取样器:长约100cm,用不锈钢制成,一端装有木柄或金属柄。如是易变质或易潮解的样品,可用双管取样器;需开采件数较多或样品较坚硬的样品用取样探子和实心尖形取样器。液体样品用玻璃或塑料制成的取样管。2.2.3采样方法及采样量P205~2062.2.3.1原药和固体制剂采样
每批开包取样件数>5,多于100件按5%取样。取样时从包装的上、中、下三部分取代表性样品;每件取样量不少于0.1kg,再按制样步骤进行破碎、混匀和缩分。2.2.3.2液体制剂采样混匀后用取样器取样;取样量不少于0.5kg,密封保存。2.2.3.3粉剂和可湿性粉剂采样一次取够,不再缩分;取样量不少于0.2kg,保存于磨口瓶中。3
农药理化性能测试3.1水分的测定P206~207水分的测定可以用卡尔•费休法和共沸蒸馏法。3.2乳液稳定性的测定乳液稳定性是指试样用标准硬水(硬度及配制方法见P207)稀释放置1h后乳液的分层情况。在250mL烧杯中加入100mL(30±2)℃标准硬水,用移液管移取1mL乳剂试样,在不断搅拌下慢慢加入至硬水中,配成100mL乳状液,继续搅拌30s,立即转移至清洁、干燥的100mL量筒中,置于(30±2)℃恒温水浴中1h后取出,观察乳状液的分离情况,若无浮油、沉油和沉淀析出,则判断稳定性合格。3.3热贮稳定性的测定热贮稳定性是指试样在54℃下贮存14天皇其有效成分的变化情况。3.3.1液体制剂用注射器将30mL试样注入具塞玻璃瓶中,再将玻璃瓶置于(54±2)℃恒温箱或恒温水浴中贮存14天,取出后测定其规定项目。3.3.21粉体制剂
将20g试样于烧杯中铺成等厚的平滑均匀层,再将一个能产生2.45kPa平均压力的配套圆盘压在上面,置于(54±2)℃恒温箱或恒温水浴中贮存14天,取出后测定其规定项目。3.4低温稳定性的测定
低温稳定性是指试样在0℃保持1h后外观的变化情况和0℃保持7天后物化指标等的变化情况。3.4.1乳剂和均相液体制剂移取100mL试样于离心管中,再置于(0±2)℃制冷器保持1h,每间隔15min搅拌15s一次,检查有无固体物或油状物析出。继续放置7天后取出,在室温下静置3h,离心分离15min,记录底部析出物的体积。3.4.2悬浮制剂
取80mL试样于烧杯中,于(0±2)℃制冷器保持1h,每间隔15min搅拌15s一次,观察外观有无变化。继续放置7天后取出,恢复室温后测定筛析、悬浮率等。3.5丙酮不溶物的测定称取适量样品用丙酮加热溶解,趁热过滤并干燥不溶物,称重后计算其质量分数。3.6乳化剂苯不溶物的测定称取2.0g农药乳化剂试样于烧杯中,加80g苯混匀,用已在110℃恒重的烧结漏斗在真空下抽滤,再用100mL苯分三次洗涤烧杯及漏斗,抽滤5min,再将漏斗在110℃干燥至恒重。计算试样中苯不溶物的质量分数。3.7酸度测定大多农药在中性或偏酸性下比较稳定。酸度测定方法一是用酸度计测定pH值;或是用强碱标准溶液滴定,结果以试样中含硫酸或盐酸的质量分数表示。3.8粉剂细度测定
农药粉剂的细度通常是越细越好。细度测定的方法有湿筛法和干筛法。3.8.1湿筛法
称取20.0g试样于大烧杯中,加300mL自来水,搅拌2~3min,使其呈悬浊状,再全部倒在200目筛子上,自来水通过直径约10mm的橡皮管,以4~5L/min的速度流出充分洗涤筛上残余物,直至流过筛子的水清亮透明为止,将筛上残余物定量转移至蒸发皿中加热蒸至近干,再移至干燥箱中烘干,冷却后称重。细度大小以筛上残余物的质量分数表示。3.8.2干筛法法本法适用于膨润性和水溶性农药粉剂。
称取20.0g试样于大烧杯中,均匀分散于20目筛子上,振荡10min,打开筛盖用毛笔轻轻刷开形成的团粒,盖上筛盖再振荡20min,如此重复操作,直至筛子上的残余物重量变化<0.1g为止。残余物移至称量瓶中称重。3.9可湿性粉剂润湿性测定药粉润湿时间是可湿性粉剂的一个特性指标。取100mL(25±1)℃的硬水(硬度及配制方法与乳液稳定性测定相同)于烧杯中,再置于(25±1)℃恒温水浴(两液面平齐),用表面皿称取5.0g均匀粉剂试样,在与烧杯口平齐处一次均匀地倾倒在液面上,立刻按动秒表,直至试样全部润湿为止,记录药粉润湿时间。重复5次。3.10可湿性粉剂悬浮性测定悬浮性定义:在给定的静止高度的液柱中,经过一定时间后悬浮的有效成分占最初悬浮的有效成分的质量分数。首先将制备好的适当浓度的悬浮液注入已恒温至(30±1)℃的具塞量筒中,用(30±1)℃水稀释至250mL,加塞后翻转30次,放入(30±1)℃恒温水浴中静置30min,用吸管吸出上部90%液体(不得搅动底部沉淀物),测定剩余物中有效成分的重量。计算悬浮率:悬浮率=×
910100(C-Q)C×100%式中C:制备液时所称取的试样中有效成分的重量;Q:剩余物中有效成分的重量。3.11持久起泡性测定称取一定量试样于已盛有95mL水的具塞量筒中,加水至100mL,加塞后反转30次,在搅动下放置片刻,记录泡沫的体积。
4各种分析方法在农药分析中的应用4.1薄层色谱法薄层色谱法曾广泛农药残留量分析,经薄层色谱将农药有效成分与杂质分离,再与标准样品的斑点面积或吸光度进行比较以求得样品中的农药残留量。但在工业品分析中一般不用薄层色谱直接进行定量测定,因为其定量结果误差较大,精密度也不能够满足要求。薄层色谱在常量分析中只是作为分离的手段--将有效成分与杂质分离后再用其它分析方法定量测定。薄层-滴定分析不需鹭仪器,在一般实验室均可进行,不需农药标样,分离测定步骤简单、快速,可根据样品性质选择不同的吸附剂和展开剂,可用于许多类型的农药分析。
在农药分析中主要使用吸附薄层色谱,一般情况下农药的极性是固定的,吸附剂可改变其活性,主要是通过选择合适的展开剂,如测定氧乐果含量时,用硅胶G制板,(2+3)苯-丙酮展开,效果不理想:改用(8+2)氯仿-冰醋酸展开,能使各成分完全分离:在农药分析中薄层色谱只是作为分离手段,要求选用的展开剂不能影响后面的定量测定。
薄层色谱的定性依据是化合物的比移值Rf,在农药生产中,常有副产品与有效成分的性质很相似,难以分离,利用薄层色谱可以地解决这个问题。定量测定时通常使用溶出法,但要注意斑点定位时所用的显色剂不能影响定量测定,如有影响,可采用标准样品定位法。薄层色谱作为农药常规分析中的分离手段仍在继续使用,我国的标准分析方法中,速灭威、异丙威、甲胺灵、多菌灵的分析方法都是薄层色谱分离加其它定量方法,还有其它很多农药的测定也可以使用类似方法,尤其是在基层农资部门和检验部门的实验室可以用该法进行质量检定。4.2气相色谱法
气相色谱法在农药研究、生产和管理中的应用越来越多,被分析的农药只要在气相色谱仪所能达到的工作温度下“气化”,而且不发生分解,都可以采用气相色谱法,是农药分析最重要的方法之一。研制创新:新农药的研制,新剂型的开发;工业生产:生产工艺流程的控制与改进,原料、中间体和产品质量的检验;科学管理:制定农药质量标准,检验与监督农药质量;农业应用:制定使用准则,提供科学使用依据;其它:污染防治,查明中毒或发生药害的原因。目前国际上大约有70%有农药制剂采用气相色谱法分析,而在残留量分析中应用更多。当然,气相色谱法也有局限性,不能用于分析分子量大、热分解和不挥发的农药,分析性质极为活泼和腐蚀性的样品也比较困难,且色谱峰定性的可信度较差,而对各个分析项目,都需要建立特定的分析方法。4.2.1检测器气相色谱仪所用的各种检测器中,TCD结构简单,灵敏度适中,稳定性好,对所有的物质均有响应为,帮用于常量分析,但近年来逐渐被FID取代。FID是一种较理想的检测器,对所有有机物均有响应,且结构简单,性能稳定,响应快,灵敏度高,线性范围宽,在农药常量分析中应用最多。ECD、FPD对含Cl、N、S、P等的化合物有较好的选择性和灵敏度,所以在残留量分析中应用广泛。残留量分析中各种检测器使用频率农药类型ECDNPDFPD电解传导微波感应等离子/原子激发GC/MS有机氯171335有机磷91721286氯三嗪1223氨基甲酸酯712拟除虫菊酯1053杀菌剂1151氯化除草剂71二硫代氨基甲酸酯11草甘膦1杀草快11总数(158)553524522174.2.2色谱柱色谱柱中,农药分析常用的为气-液填充柱,材质可以是玻璃柱和不锈钢柱。用气相色谱分析农药,柱温一般为150~250℃,且检测类型多、样品组分复杂、干扰较多,因而对固定液的要求:①在操作温度下蒸气压低,热稳定性好,与被分析物质及载气不产生不可逆反应。②在操作温度下呈液态,且粘度越低越好。③选择性高,对两个沸点相同或相近的不同类型组分,要有尽可能高的分离能力。④对样品组分有足够的溶解能力。农药分析中常用的固定液类别:①烃类:烷烃、芳烃及其聚合物、石蜡油、真空脂、聚乙烯等。②硅氧烷:应用最多。又可分为甲基硅氧烷类、苯基硅氧烷类、氟烷基硅氧烷类和氰烷基硅氧烷类。③醇和聚醇类:聚乙二醇、甘油、季戊四醇等。依据“相似相溶”原理,通过实验进行选择,最常用的四种固定液是:SE-30(甲基硅酮)、OV-17(聚二甲基硅氧烷-氰丙苯基)、PEG-20M(聚乙二醇)和DEGS(二乙二醇丁二酸酯)。
载体主要使用硅藻土。4.2.3定性定量分析农药品种多,剂型多,检样复杂,在制备样品时需注意:①提取溶剂必须保证把农药有效成分从检测对象中提取完全。②稀释溶剂要能与有效成分充分溶解。③溶剂的化学性质要稳定,不能因与制剂中的成分反应而影响测定结果;使用分析纯试剂。④可用过滤、柱层析等多种方法提取,但不能加热,以免农药分解。在农药分析中,常利用双柱或多柱、选择性检测器与其它方法相结合等进行定性分析。
气相色谱常用的定量分析方法有归一化法、内标法、外标法等,在农药生产的常量分析对准确度和精密度要求较高,故多用内标法;而残留分析因检测含量低微,对准确度和精密度要求不高,故多用操作简单、计算方便的外标法。内标物的选择要根据农药的性质、杂质和所用的溶剂进行选择,目前选用的主要是随分子量增加而沸点升高的邻苯二甲酸酯系列和正碳烷系列。4.2.4GC-MS联用分析质谱法鉴别能力强、灵敏度高、响应速度快,适于单一组分分析。GC-MS联用既充分利用色谱的分离能力,又发挥了质谱的鉴别能力,因而在农药的结构鉴定、质量检验、残留分析等方面均有重要作用。4.3高效液相色谱液相色谱可检测的对象占有机物的80%以上,高效液相色谱可分离分析不挥发的、热稳定性差的和离子型的农药,且样品前处理简单,液体样品通常稀释后即可进样,固体样品则需用适当的溶剂提取,过滤后即可进样,因而高效液相色谱在农药分析中发挥着越来越重要的作用。与气相色谱法相比,液相色谱法有以下特点:①气相的流动相单一,主要是通过改变固定相和改变柱温来改善分离效果;而液相色谱除改变固定相处,还可通过改变流动相来改善分离效果。
②液相色谱的柱温通常是室温或略高于室温,分离温度低,能保留农药的原来分子,可利用这一原理来制备农药标准品。③气体可被压缩,因而在气相色谱中与载气体积有关的参数都必须进行校正;而液体是不可压缩的。不足之处是:液体的粘度比气体小2~3个数量级,因此液相色谱柱通常不超过30cm;而气相色谱可采用长柱,通常填充柱长度为0.5~3m,空心柱可长达几十米。另外农药分子在液体中的扩散系数比在气体中小4~5个数量级,因此在液相色谱中必须特别注意柱外效应。4.3.1检测器
农药分析中用得最多的是紫外检测器,多数农药分子结构中有吸收紫外光的基团。现在多用光电二极管阵列检测器,和紫外检测器不同的是进入流动池的光不是单色光。它具有可得到任意波长、任意时间色谱图的功能,极为方便。
事实上用于农药分析的液相色谱仪的最基本设备是:带有梯度洗脱的泵系统、可连续改变波长的紫外检测器、柱加热器和定量进样环装置。4.3.2分离类型分析前应首先了解样品的选择性,该项分离分析的目的要求,从而选择合适的方法。分离类型选择要根据农药的分子量、极性、溶解度、分子结构、解离情况等:农药分子量<2000溶于水不溶于水极性--正相液液分配色谱非极性--反相液液分配色谱离子非离子--反相液液分配色谱液固吸附色谱酸性--阴离子交换色谱碱性--阳离子交换色谱目前不溶于水的农药普遍使用反相键合相色谱,事实证明许多农药都可以使用C18反相键合相色谱,流动相普遍使用甲醇溶液。
农药是溶于水的离子化合物,则根据酸碱性选择阴离子或阳离子交换色谱,流动相常用各种酸碱缓冲溶液。4.3.3内标物内标物的选择必须符合以下条件:①必须是在分析的样品中没有的成分;②其保留时间应与样品接近;③农药成分与内标物之峰高(或峰面积)比应基本一致;④内标物与样品的所有组分不起化学或其它反应;⑤内标物应与样品中所有的杂质巑分开。另外选择内标物时还要考虑化合物对紫外光谱的响应。高效液相色谱中最常用的内标物是邻苯二甲酸酯、取代苯基酮和苯酚类化合物。内标物与杂质的分离很重要,理想的内标物不应受杂质数量增加而影响。为确定内标物的保留时间,农药样品量最好是正常量的10~20倍,或将仪器灵敏度调高10~20倍,内标物的出峰时间最好在样品之后,可以减少杂质对内标物的影响。4.4紫外可见光谱法大多数农药为芳香族化合物,化合物本身或其衍生物在紫外可见区有吸收峰。在农药分析中,配合薄层色谱分离净化,定量测定原药或制剂中的有效成分是目前常用的方法,也可用于残留量分析。紫外可见仪器成本低,操作简便快速,有较好的灵敏度和准确度,除可用于大多数农药的定量分析外,还可作为定性分析的工具。4.4.1可见比色分析农药的可见比色分析有几种情况:农药有效成分本身有颜色,可直接进行分析,但这种情况很少;大多数农药需经显色--经化学反应生成有色物质或引入有色基团生成有色物质。4.4.1.1含氯农药的显色反应①吡啶-碱显色反应:含氯农药在碱性溶液中加吡啶,加热后可显红色或蓝色。②硝化-甲醇钠显色反应:含氯芳香族农药经硝化后加甲醇钠,形成四硝基衍生物,经分子重排变为醌式,显蓝色。③脱氯磺化显色反应:含氯农药分子在1%KOH-乙醇溶液中,脱去1分子氯化氢,再与浓硫酸反应,即能显示各种颜色。④二苯胺-氯化锌显色反应:农药样品与二苯胺和氯化锌一起熔融,能产生蓝绿色物质,用丙酮或冰醋酸溶解后即可进行比色分析。⑤浓硫酸与铬变酸显色反应:卤代苯氧乙酸类农药与浓硫酸反应产生甲醛,再与铬变酸一起加热到150℃出现紫色。4.4.1.2含磷农药的显色反应①钼蓝显色反应:含磷农药用高氯酸-硫酸消化分解为无机磷,在酸性条件下与钼酸铵、偏钒酸铵反应形成磷钒钼黄杂多酸。②4-(对硝基苄基)吡啶(NBA)显色反应:含磷农药在100℃与4-(对硝基苄基)吡啶加热十多分钟,冷却后加四乙撑戊胺丙酮或吗啉丙酮,30min后可显蓝色。③皂化显色反应:含硝基有机磷农药,加碱水解后产生对硝基苯酚化合物,呈黄色。④氯化钯显色反应:含硫磷酸酯类在酸性条件下与氯化钯反应生成黄色或褐色螯合物。⑤形成铜盐络合物显色反应:二硫代磷酸酯类在碱性条件下水解成二烷基二硫代磷酸,与Cu2+在CCl4中反应形成黄绿色络合物。4.4.1.3氨基甲酸酯类农药的显色反应氨基甲酸酯类农药在碱性溶液中水解后形成酚类,与偶氮试剂反应后形成重氮盐而显色。4.4.1.4其它类型农药的显色反应①酚类的显色反应:弱碱性溶液中在4-安夫比林及氧化剂的作用下形成红色物质。②福美双的显色反应:福美双在酸性溶液中分解,再与Cu2+反应形成黄色络合物。4.4.2紫外光谱分析4.4.2.1有机氯农药的紫外光谱有机氯农药是典型的具有苯环的农药。苯环上烷基或卤素的取代可使谱带红移,因而有机氯农药的λmax=260~280nm。4.4.2.2苯醚类农药的紫外光谱此类农药可看作是苯酚上的H被烷基取代,其吸收波长与苯酚相似;不同之处在于苯酚在碱性介质中发生红移,而醚类衍生物在碱性介质波长变化不大。此类农药的λmax=270~290nm。4.4.2.3苯酯类农药的紫外光谱这类农药包括氨基甲酸酯和磷酸酯。苯酯类衍生物与母体酚的吸收波长不同,有轻微红移。4.4.2.4苯胺类农药的紫外光谱苯胺有三个吸收峰:207、230和280nm,被取代后也发生红移。此类农药的λmax=230~250nm。4.4.2.5吡啶类农药的紫外光谱在水溶液中吡啶在251和270nm处有两个吸收峰。吡啶环上α和β位的取代可使吸收峰红移。用紫外光谱定量的方法与其它物质的测定一样,可用标准对照法、标准曲线法、示差法、偏最小二乘法等。4.5红外光谱法红外光谱具有特征性强,测定简便快速,能直接测定气、液、固态的样品,对样品无损等特点,能够有效地反映出有机物分子的骨架和官能团,在农药分析中主要用作定性分析,对已知物作出鉴定,对未知物的分子结构作初步的判断。测定时要注意样品分子的内部结构和外部因素的影响,内部因素包括分子内原子或基团的诱导效应、共轭效应,分子内或分子间氢键的形成,位阻,分子间基团的振动偶合和裂分等对吸收峰的影响;外部因素则包括样品的物态不同、结晶不同等的影响。红外光谱亦可用于定量分析,定量依据同样是朗伯-比耳定律。4.6核磁共振波谱法核磁共振在农药分析中可从多个方面提供信息,如农药分子结构(包括立体结构)的检测和鉴定、农药纯度的分析和控制、分子内电子的运动、分子间的相互作用、农药分子的降解等。农药样品的测定必须是在具盖的核磁共振样品管中进行,样品管要求玻璃透明度好、清洁、干燥;样品量一般为0.4mL或5~20mg;固体或粘稠液体须用溶剂溶解,常用的溶剂有CCl4、CCl3F、CF3COOH和CS2,也常用重水(D2O)代替有机溶剂。内标物一般用四甲基硅烷(TMS),高温时则用六甲基二硅烷(HMDS)或六甲基二硅醚(HMDSO)。
4.7滴定分析法滴定分析是利用农药有效成分中某元素或团与标准溶液起化学反应作为计算有效成分含量的依据,主要用于测定纯度较高的农药;纯度低的农药测定通常配合使用薄层色谱,此法不需要农药标准品。4.7.1酸碱滴定法4.7.1.1酸度的测定很多农药特别是磷酸酯类、拟除虫菊酸类、氨基甲酸酯类农药在碱性条件下会分解,因此酸度是农药质量的一个重要指标。酸度的测定通常使用酸碱滴定法,结果表示农药制剂用pH值,原药用相应的酸含量。4.7.1.2农药含量测定样品经薄层色谱分离后,在一定条件下加过量的碱标准溶液使之定量水解,再以甲基红或溴甲酚绿为指示剂(不能用酚酞),用酸标准溶液滴定剩余的碱。氨基甲酸酯类农药经碱解后放出挥发性的甲胺,可用硼酸吸收后再用盐酸标液滴定;苯基脲类碱解后产生二甲胺,经蒸馏变可用硼酸吸收后再滴定。4.7.2氧化还原滴定法4.7.2.1碘量法许多有机磷农药可使用薄层-间接碘量法测定;而有机氮农药则可经碱水解后,在酸性条件下用直接碘量法测定;二硫代氨基甲酸酯类农药则用酸分解后用KOH-甲醇,再用碘标液滴定。4.7.2.2溴酸钾法溴酸钾法实际上也是间接碘量法,是农药分析中应用最多的氧化还原滴定法。用过量的溴酸钾和溴化钾标准溶液在酸性条件下析出溴,溴能与多数农药定量反应,剩余的溴再与过量的碘化钾反应定量析出碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定。
P209分析实例中氧乐果含量分析方法之一即为此法。4.7.2.3高锰酸钾法主要用于无机磷农药的测定,个别难溴化的含硫有机磷农药也用此法测定。在酸性条件下加入一定过量的高锰酸钾标准溶液氧化农药待测组分,再加草酸标液还原剩余的高锰酸钾,最后用高锰酸钾标准溶液滴定剩余的草酸。4.7.2.4氯胺T法氯胺T是对甲苯磺酸酰氯胺钠:CH3--SO2NNaCl氯胺T在酸性介质中能氧化硫代磷酸酯类农药,多余的氯胺T与过量的碘化钾反应定量析出碘,用硫代硫酸钠标准溶液滴定,所以氯胺T法也是是间接碘量法。4.7.3沉淀滴定法含氯、溴、碘的农药可用沉淀滴定法测定。不同分子结构的农药脱卤素的方法不同:脂肪链上的卤素通常用碱水解脱卤素,通过测定水解前后卤素的量来计算有效成分含量。稳定直链上的卤素用KOH-乙二醇脱卤。苯或杂环上卤素需用金属钠在无水乙醇中回流脱下。脱下的卤素一般用佛尔哈德法测定,即先加一定过量的AgNO3标准溶液,再以Fe3+为指示剂,用SCN-返滴定。4.7.4亚硝酸钠滴定法(重氮化滴定法)用于测定农药中含氨基或硝基(滴定前需还原为氨基)的芳香化合物,芳香伯胺在盐酸介质中能与亚硝酸定量作用生成芳香族伯胺的重氮盐,指示剂为KI-淀粉:2NO2-+2I-+4H+=I2+2NO+2H2O注意:重氮化反应时在盐酸介质中的速度比在硫酸或硝酸介质中快;盐酸的浓度最好是待测组分浓度的3~4倍;溴化钾可加速反应;滴定中应不断搅拌。4.7.5非水滴定法农药中含氮的杂环化合物有微弱的酸性或碱性,有些在水中的溶解度小,采用有机溶剂或不含水的无机溶剂为滴定介质,不仅能增大溶解度,还能改变其酸碱性或酸碱强度。弱酸性化合物,用乙二胺、二乙胺、二甲基甲酰胺、苯、乙腈等溶解,以氢氧化丁四铵标准溶液滴定。弱碱性化合物,用乙酸、丙酮、苯、氯仿等溶解,以高氯酸标准溶液滴定。4.7.6电位滴定法电位滴定法是利用滴定过程中电位变化的突跃来确定终点的滴定分析方法,具有终点确定准确、客观,在有色溶液和浑浊溶液中均可滴定的特点。4.7.6.1农药分析中常用的电位滴定类型酸碱滴定:一般用饱和甘汞电极为参比电极,玻璃电极为指示电极,用pH计测定溶液的pH值作纵坐标,滴定体积为横坐标绘出滴定曲线或用二次微商法确定终点。沉淀滴定:用银电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,但甘汞电极不能直接插入待测溶液中(其他卤素离子有干扰),要用硫酸钾盐桥分开,根据电位突跃确定终点。氧化还原滴定:一般用铂电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极,根据电位突跃确定终点。非水滴定:一般用饱和甘汞电极为参比电极,玻璃电极为指示电极,用二次微商法确定终点。4.7.6.2永停滴定法又称死停滴定法。是将两支相同的铂电极插入待测溶液,两电极间加10~200mV的电压,然后进行滴定,根据电流变化确定终点,是重氮化法和卡尔费休水分测定的国标准方法。5农药残留分析5.1概述
农药残留的来源有水、空气、土壤、环境因子和人为因素。农药在一定条件下通过溶解、环境因子(温度、降水、阳光、风)、稀释作用(植物的吸收)等会降解。残留分单残留和多残留,多残留又分同一类农药残留和多种农药残留。农残分析的特点:①残留水平低;②分析过程复杂;③技术要求高。
分析程序与其他分析基本一致:①样品采集;②样品预处理;③样品提取和净化;④分析测定。分析方法的选择:①农药的理化特性、测定要求;②单残留或多残留;③最大残留限量、方法检测限、总误差;④分析方法的有效性;⑤分析时间和成本。最大残留限制(MRL):指由食品营养标准委员会推荐的,食品或动物饲料中允许的农药残留物的最大浓度。是根据在毒理学上认为可以接受的食品农药残留量制定的。
农残分析的发展和任务:①安全、环保、高效、经济;②新技术;③检测上采用多残留分析方法;④分析方法的标准化;⑥质量和健康意识。5.2农药残留样品的制备5.2.1样品的种类主观样品:为研究农药残留量与各种因素的关系,从设计的实验区域内采集的样品。客观样品:监测样品和执法样品,测定的农药残留种类是未知的或施药背景不清楚的样品。5.2.2取样方法取样原则:①代表性;②方法与目的保持一致;③精度要求;④防止化学变化或丢失;⑤防止污染。取样量:小的或轻的产品→1.0~1.5Kg;中等大小产品→2.0~2.5Kg;大的产品→4.0~5.0Kg;肉、禽、鱼→1.0~1.5Kg;谷物和制品→0.5~1.0Kg。不同样品的采集要求:根茎类蔬菜→采集整个果实;叶类蔬菜→除去腐烂和枯萎部分;豆类→整个果实;果类蔬菜→去除茎部;谷物→整个籽粒;肉类→整体。5.2.3样品的预处理样品各类分为:①粉状物;②谷物;③小体积水果和蔬菜;④大体积水果和蔬菜;⑤液体样品;⑥土壤。对含水量较高的样品预处理:①肉:放人铰肉机中铰匀;②水果蔬菜等:放入高速组织捣碎器搅匀;③蛋类食品:去壳后用打蛋器打匀;④对于包装食品,取出各种调味品后,再制备均匀。5.2.4样品的提取和净化原则:①避免组分发生化学变化;②避免待测组分的沾污;③尽可能减少引入其它组分;④尽可能简单易行。5.2.4.1农药成分的提取利用残留农药与样品基质的物理和化学性质的差异(极性、分配系数、挥发性等),使其从检测系统有干扰作用的样品基质中提取分离出来。
极性是提取和净化时主要考虑的因素。极性决定溶解性,使用与农药极性相近的溶剂为提取剂,使残留农药在溶剂中达到最大溶解度(相似相溶原理);影响溶解性的其他因素
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